JP2005272931A - Method for reinforcing light alloy wheel for vehicle - Google Patents

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Yasuo Takagi
靖夫 高木
Katsuji Motoe
克次 本江
Osamu Ebihara
治 海老原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for reinforcing a light alloy wheel at a low cost. <P>SOLUTION: In the light alloy wheel, a groove 14a linearly elongating to the radial direction of the wheel is formed on the back face (the face on the vehicle side) in a cross-link part 14 formed between troughs in a disk part. The regions 31 on both the sides of the groove 14a are modified, so as to be reinforced. Namely, a rotary tool 80 is applied to the back face of the cross-link part 14 while being rotated, and is moved along the groove 14a. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、鋳造アルミホイール等の車両用軽合金ホイールを強化する方法に関する。   The present invention relates to a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle such as a cast aluminum wheel.

最近、アルミ(アルミニウム合金を含む。以下同じ)等の軽合金からなる車両用ホイールが開発されている。このホイールは、軽量かつ外観良く製造できる利点を有するが、自動車の燃費・環境への影響改善等の要求により更なる軽量化が求められている。特に鋳造により得たホイールの場合には鍛造品や圧延材を成形したものに比べ強度が低く、軽量化(減肉)のためには強度の問題を克服することが強く求められている。   Recently, a vehicle wheel made of a light alloy such as aluminum (including an aluminum alloy, the same applies hereinafter) has been developed. This wheel has an advantage that it can be manufactured with a light weight and a good appearance, but further weight reduction is required due to demands for improving the fuel efficiency and environmental impact of automobiles. In particular, in the case of a wheel obtained by casting, the strength is lower than that obtained by molding a forged product or a rolled material, and there is a strong demand for overcoming the strength problem for weight reduction (thinning).

上記軽合金ホイールの強度を高めるために全体的に厚肉にする必要があるが、軽量化の要求とは矛盾する。このため、強度に関わる部分のみを肉厚とし他の部分は減肉している。更に軽量化を進めるには、ディスク部(特に架橋部やハブ部)やリム部のリムドロップ部とビードシート部の間の、肉厚な部分の肉を減肉することが有効であり、この部分の強度向上が必要である。
また、ナット座の補強についても特別な配慮が要求される。詳述すると、ホイールのディスク部には、周方向に間隔をおいて複数のボルト穴が形成されている。このボルト穴の一端に連なるようにしてナット座が形成されている。ホイールを車両に取り付ける場合、ハブボルトをボルト穴に挿入し、このハブボルトにナットを螺合させてナット座に向けて締め付ける。ホイールが軽合金の場合、このナット座はナットによる締付荷重を受けてかじり等が生じ、ホイールの取付精度を低下させる要因となる。そこで、特許文献1では、ボルト穴とナット座を有する高強度のブッシュを組み込むようにしてアルミホイールをインサート成形している。
特開2002−293104号公報 特開平10−183316号公報
In order to increase the strength of the light alloy wheel, it is necessary to make it thick overall, which contradicts the requirement for weight reduction. For this reason, only the part related to strength is made thick, and the other parts are thinned. In order to further reduce the weight, it is effective to reduce the thickness of the thick part between the disk part (particularly the bridging part or hub part) or the rim drop part of the rim part and the bead seat part. The strength of the part needs to be improved.
Also, special consideration is required for reinforcing the nut seat. More specifically, a plurality of bolt holes are formed in the disc portion of the wheel at intervals in the circumferential direction. A nut seat is formed so as to be connected to one end of the bolt hole. When attaching the wheel to the vehicle, insert the hub bolt into the bolt hole, screw the nut into this hub bolt, and tighten it toward the nut seat. When the wheel is a light alloy, the nut seat receives a tightening load from the nut and causes galling or the like, which causes a reduction in the mounting accuracy of the wheel. Therefore, in Patent Document 1, an aluminum wheel is insert-molded so as to incorporate a high-strength bush having a bolt hole and a nut seat.
JP 2002-293104 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-183316

しかし、上記特許文献1に開示の方法では、ブッシュとアルミホイール母材が異種金属であるため、腐蝕の問題が生じるとともにリサイクル性が悪く、また製造コストが高かった。
なお、特許文献2には、回転工具による摩擦熱で鋳造アルミ材を軟化させ、固相状態のまま撹拌する(塑性流動させる)ことにより、組織を微細化して改質,強化する方法が開示されている。本発明は、この技術を応用してアルミホイールを強化するものである。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the bush and the aluminum wheel base material are dissimilar metals, the problem of corrosion occurs, the recyclability is poor, and the manufacturing cost is high.
Patent Document 2 discloses a method of refining and strengthening a structure by softening a cast aluminum material by frictional heat from a rotary tool and stirring (plastic flow) in a solid state. ing. The present invention applies this technique to reinforce an aluminum wheel.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その一態様では、ディスク部の周方向に間隔をおいて複数の飾り穴が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、回転工具を回転させながらその先端部をディスク部の面に当てた状態で、回転工具を、各飾り穴の周縁の少なくとも一部に沿って移動させることにより、この移動軌跡上の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより、上記移動軌跡上の領域の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、飾り穴の周縁の少なくとも一部を低コストで改質強化でき、ディスク部の厚肉化を回避できる。
The present invention has been made to solve the above problems, and in one aspect thereof, in a method for reinforcing a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of decorative holes are formed at intervals in the circumferential direction of a disk portion, While rotating the rotary tool, with the tip of the rotary tool in contact with the surface of the disc part, the rotary tool is moved along at least a part of the periphery of each decorative hole, so that the region on the movement trajectory is frictionally heated. And is made to flow in the solid phase, thereby reforming the region on the movement trajectory.
According to this method, at least a part of the periphery of the decorative hole can be reformed and strengthened at low cost, and thickening of the disk portion can be avoided.

本発明の他の態様では、ディスク部の周方向に間隔をおいて複数の飾り穴が形成され、これら飾り穴間に架橋部が配置されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、回転工具を回転させながらその先端部を上記架橋部の面に当てた状態で、回転工具を、ホイールの径方向に移動させることにより、この移動軌跡上の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより、上記架橋部の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、架橋部を低コストで改質強化でき、架橋部の厚肉化を回避できる。
In another aspect of the present invention, in a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of decorative holes are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion and a bridging portion is disposed between the decorative holes, While rotating the tool, the region on the movement trajectory is softened by frictional heat and the solid phase is moved by moving the rotating tool in the radial direction of the wheel while the tip is in contact with the surface of the bridge portion. It is made to flow in a state, and thereby the bridge portion is modified.
According to this method, the cross-linked portion can be modified and strengthened at low cost, and thickening of the cross-linked portion can be avoided.

好ましくは、上記架橋部には、ホイールの径方向に延びる直線状の溝が形成され、上記移動軌跡がこの溝の両側に沿って設定される。これにより、溝が形成されている架橋部の強度を高めることができ、その厚肉化を回避できる。   Preferably, a straight groove extending in the radial direction of the wheel is formed in the bridging portion, and the movement locus is set along both sides of the groove. Thereby, the intensity | strength of the bridge | crosslinking part in which the groove | channel is formed can be raised, and the thickening can be avoided.

本発明のさらに他の態様では、ディスク部とリム部を備え、このリム部にはディスク部側ビードシート部とリムドロップ部との間の境に環状の肉厚急変部が形成されている車両用軽合金ホイールの強化方法において、回転工具を回転させながらその先端部を上記リムドロップ部における肉厚急変部の近傍に当てた状態で、回転工具を肉厚急変部の全周にわたって移動させることにより、上記肉厚急変部の近傍を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま撹拌し、これにより、上記肉厚急変部近傍の環状領域の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、応力が集中する肉厚急変部の近傍を低コストで改質強化することができ、その厚肉化を回避できる。
In still another aspect of the present invention, the vehicle includes a disk portion and a rim portion, and the rim portion has an annular thickness suddenly changing portion formed at the boundary between the disk portion side bead seat portion and the rim drop portion. In the light alloy wheel strengthening method, the rotating tool is moved over the entire circumference of the sudden thickness change portion while rotating the rotary tool while the tip of the rotary tool is in contact with the vicinity of the sudden thickness change portion in the rim drop portion. Thus, the vicinity of the sudden thickness change portion is softened by frictional heat and stirred in the solid phase, thereby modifying the annular region near the sudden thickness change portion.
According to this method, it is possible to modify and strengthen the vicinity of the sudden thickness change portion where stress is concentrated at low cost, and to avoid the increase in thickness.

本発明のさらに他の態様では、ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成され、このボルト穴の一端に連なるようにして、ハブボルトに螺合されるナットを受けるためのナット座が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、上記ナット座に対応する面形状の加工部を有する回転工具を回転させながら、上記加工部を上記ナット座に当てることにより、ナット座を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これによりナット座の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、ナット座を改質し強化することにより、ホイールの取付精度を確保できる。しかも異種金属を用いることなくナット座を低コストで改質し強化することができる。
In still another aspect of the present invention, a plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion, and nuts screwed into the hub bolts are connected to one end of the bolt holes. In a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle on which a nut seat for receiving is formed, the processed portion is applied to the nut seat while rotating a rotary tool having a surface-shaped processed portion corresponding to the nut seat. Thus, the nut seat is softened by frictional heat and is allowed to flow in a solid state, whereby the nut seat is reformed.
According to this method, the mounting accuracy of the wheel can be ensured by modifying and strengthening the nut seat. In addition, the nut seat can be modified and strengthened at a low cost without using dissimilar metals.

本発明のさらに他の態様では、ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、回転工具を回転させながら、その先端部をディスク部の面に当てた状態で、回転工具を各ボルト穴を囲う当該ボルト穴と同心の環状の領域に沿って移動させることにより、この環状の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより上記環状の領域の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、大きな荷重を受けるボルト穴の周縁部を低コストで改質し強化することができ、ディスク部の厚肉化を回避することができる。
In still another aspect of the present invention, in a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion, while rotating a rotary tool, With the tip part in contact with the surface of the disk part, the rotary tool is moved along the annular area concentric with the bolt hole surrounding each bolt hole, so that the annular area is softened by frictional heat. At the same time, it is made to flow in a solid phase state, thereby reforming the annular region.
According to this method, the peripheral portion of the bolt hole that receives a large load can be modified and strengthened at a low cost, and thickening of the disk portion can be avoided.

本発明のさらに他の態様では、ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成され、このボルト穴の一端に連なるようにして、ハブボルトに螺合されるナットを受けるためのナット座が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、回転工具を回転させながら上記ナット座に当てることにより、ナット座を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これによりナット座の改質を行ない、かつ回転工具を回転させながら、その先端部を上記ディスク部における上記ナット座の反対側の面に当てた状態で、回転工具を各ボルト穴を囲う当該ボルト穴と同心の環状の領域に沿って移動させることにより、この環状の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより上記環状の領域の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、ナット座を改質し強化することにより、ホイールの取付精度を確保できる。しかも異種金属を用いることなくナット座を低コストで改質し強化することができる。また、ディスク部の両面において、ボルト穴の周囲を改質強化するので、荷重負担の大きなボルト穴の周囲をより一層強化することができ、ディスク部の厚肉化を回避できる。
In still another aspect of the present invention, a plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion, and nuts screwed into the hub bolts are connected to one end of the bolt holes. In a method of strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a nut seat for receiving is formed, the nut seat is softened by frictional heat and is kept in a solid state by rotating the rotary tool against the nut seat. In this state, the nut tool is reformed, and the rotating tool is rotated, and the rotating tool is inserted into each bolt hole in a state where the tip of the rotating tool is in contact with the surface of the disk portion opposite to the nut seat. By moving along the annular region concentric with the surrounding bolt hole, the annular region is softened by frictional heat and allowed to flow in a solid state. Wherein the more performing modification of the annular region.
According to this method, the mounting accuracy of the wheel can be ensured by modifying and strengthening the nut seat. In addition, the nut seat can be modified and strengthened at a low cost without using dissimilar metals. Further, since the periphery of the bolt hole is modified and strengthened on both sides of the disk portion, the periphery of the bolt hole having a large load can be further strengthened, and the increase in thickness of the disk portion can be avoided.

本発明のさらに他の態様では、ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、回転工具を回転させながら、その先端部をディスク部の面に当てた状態で、回転工具を上記複数のボルト穴を囲うホイールと同心の環状の領域に沿って移動させることにより、この環状の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより上記環状の領域の改質を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、複数のボルト穴を囲む環状領域を低コストで改質強化でき、ディスク部の厚肉化を回避できる。
In still another aspect of the present invention, in a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion, while rotating a rotary tool, The annular region is softened by frictional heat by moving the rotary tool along an annular region concentric with the wheel surrounding the plurality of bolt holes in a state where the tip portion is in contact with the surface of the disk portion. At the same time, it is made to flow in a solid phase state, thereby reforming the annular region.
According to this method, the annular region surrounding the plurality of bolt holes can be reformed and strengthened at low cost, and the thickening of the disk portion can be avoided.

本発明によれば、軽合金ホイールにおいて、荷重負担の大きい箇所,応力が集中する箇所を選択的に低コストで改質強化することができ、厚肉化を回避できる。また、ナット座の改質強化によりホイールの取付精度を向上させることができる。   According to the present invention, in a light alloy wheel, a portion with a large load burden and a portion where stress is concentrated can be selectively reformed and strengthened at a low cost, and an increase in thickness can be avoided. Further, the mounting accuracy of the wheel can be improved by improving the nut seat.

以下、本発明の一実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。図1〜図3に示すように、車両用の鋳造アルミホイールA(軽合金ホイール)は、ディスク部10と、このディスク部10の外周縁に連なり車両側に向かって延びる略円筒形状のリム部20とを備えている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, a cast aluminum wheel A (light alloy wheel) for a vehicle includes a disk portion 10 and a substantially cylindrical rim portion that extends toward the vehicle side and continues to the outer peripheral edge of the disk portion 10. 20.

上記ディスク部10は、中央に形成されたハブ穴11と、ハブ穴11の周囲に周方向に等間隔をおいて形成された複数(本実施形態の場合、4つ)のボルト穴12と、このボルト穴12の外側(ホイールAの径方向外側)において周方向に等間隔をおいて形成された複数(本実施形態の場合、8つ)の飾り穴13とを有している。飾り穴13間がホイールAの径方向に直線的に延びる架橋部14となっている。図2に示すように、架橋部14の裏側(車両側)の面には、架橋部14の長手方向(ホイールの径方向)に延びる肉盗みのための直線状の溝14aが形成されている。   The disk portion 10 includes a hub hole 11 formed in the center, and a plurality of (four in the present embodiment) bolt holes 12 formed around the hub hole 11 at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of (eight in the case of this embodiment) decorative holes 13 formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer side of the bolt hole 12 (the outer side in the radial direction of the wheel A). A space between the decorative holes 13 is a bridging portion 14 extending linearly in the radial direction of the wheel A. As shown in FIG. 2, a straight groove 14 a for stealing meat extending in the longitudinal direction of the bridge portion 14 (the radial direction of the wheel) is formed on the back side (vehicle side) surface of the bridge portion 14. .

図4に示すように、ボルト穴12の表側(車両の反対側)の端には、円錐形状のナット座16が形成されている。車軸のハブが、上記ディスク部10のハブ穴11に挿入される。また、図4に示すように複数のハブボルト51(ハブの外周から径方向に張り出す取付鍔部50に設けられて車軸方向に突出するボルト)が、ディスク部10のボルト穴12に遊びをもって挿入され、このボルト51の端部に螺合された複数のナット55がナット座16に締め付けられる。これにより、ホイールAが車軸に固定されるようになっている。上記ナット55はナット座16と等しい傾斜角度の円錐面55aを有しており、この円錐面55aがナット座16に強い力で当たることにより、ホイールAは強固に固定される。   As shown in FIG. 4, a conical nut seat 16 is formed on the front side (opposite side of the vehicle) end of the bolt hole 12. The hub of the axle is inserted into the hub hole 11 of the disk portion 10. Further, as shown in FIG. 4, a plurality of hub bolts 51 (bolts provided on the mounting flange portion 50 projecting in the radial direction from the outer periphery of the hub and projecting in the axle direction) are inserted into the bolt holes 12 of the disk portion 10 with play. A plurality of nuts 55 screwed into the end portions of the bolts 51 are fastened to the nut seat 16. Thereby, the wheel A is fixed to the axle. The nut 55 has a conical surface 55a having an inclination angle equal to that of the nut seat 16, and the wheel A is firmly fixed when the conical surface 55a hits the nut seat 16 with a strong force.

図3に示すように、上記リム部20は、ディスク部10側のフランジ部21,ビードシート部22,リムドロップ部23,ディスク部10の反対側(車両側)のビードシート部24,フランジ部25とを一連に有している。上記ビードシート22に対してリムドロップ23は、薄肉かつ小径となっており、その境が肉厚急変部29となっている。   As shown in FIG. 3, the rim portion 20 includes a flange portion 21 on the disc portion 10 side, a bead seat portion 22, a rim drop portion 23, a bead seat portion 24 on the opposite side (vehicle side) of the disc portion 10, and a flange portion. 25 in series. The rim drop 23 has a small thickness and a small diameter with respect to the bead sheet 22, and the border is a sudden thickness change portion 29.

上記構成をなすホイールAにおいて、ディスク部10の裏側(車両側)の面には、各架橋部14の溝14aの両側に位置する直線状の領域31(飾り穴13の周縁の一部)、各ボルト穴12を囲むボルト穴12と同心の円形の環状領域32、複数のボルト穴12を囲むホイールAと同心の環状領域33に、組織を微細化,緻密化する改質処理が施されている。また、リムドロップ部23において上記肉厚急変部29の近傍の環状領域34にも改質処理が施されている。さらに、ディスク部10において、上記ナット座16にも組織を微細化,緻密化する改質処理が施されている。   In the wheel A having the above-described configuration, a linear region 31 (a part of the periphery of the decorative hole 13) located on both sides of the groove 14a of each bridging portion 14 is provided on the back side (vehicle side) surface of the disc portion 10; The circular annular region 32 concentric with the bolt holes 12 surrounding each bolt hole 12 and the annular region 33 concentric with the wheel A surrounding the plurality of bolt holes 12 are subjected to a modification process for refining and densifying the structure. Yes. Further, in the rim drop portion 23, the annular region 34 in the vicinity of the sudden thickness change portion 29 is also subjected to a modification process. Further, in the disk portion 10, the nut seat 16 is also subjected to a modification process for making the structure finer and denser.

次に、本発明による個々の領域の改質処理について詳述する。架橋部14の溝14aの両側の領域31の改質処理には、図5に示す回転工具80を用いる。この回転工具80は、下端面(先端面)が平坦な円柱部81と、この円柱部81の下端面の中央に形成された突起82とを有している。ディスク部10の裏側の面(車両側の面)を上にしてホイールAを位置決めし、回転工具80を回転させるとともに、その突起82を架橋部14の裏側の面に押し当てることにより、摩擦熱により材料を軟化させて突起82を架橋部14内に1〜2mm程度入り込ませ、円柱部81の下端面を架橋部14の面に押し当てる。この状態で回転工具80をホイールAの径方向に移動させることにより、領域31を摩擦熱で軟化させて固相状態で流動させ、大気中で急冷させる。その結果、領域31において結晶粒の微細化,組織の緻密化,気孔等の鋳造欠陥の解消がなされ、高強度となる。   Next, the modification process for each region according to the present invention will be described in detail. A rotating tool 80 shown in FIG. 5 is used for the modification treatment of the regions 31 on both sides of the groove 14a of the bridging portion 14. The rotary tool 80 includes a cylindrical portion 81 having a flat lower end surface (tip surface) and a protrusion 82 formed at the center of the lower end surface of the cylindrical portion 81. The wheel A is positioned with the back side surface (vehicle side surface) of the disk unit 10 facing up, the rotary tool 80 is rotated, and the protrusion 82 is pressed against the back side surface of the bridging unit 14 to thereby generate frictional heat. Thus, the material is softened to allow the protrusion 82 to enter the bridging portion 14 by about 1 to 2 mm, and the lower end surface of the cylindrical portion 81 is pressed against the surface of the bridging portion 14. By moving the rotary tool 80 in the radial direction of the wheel A in this state, the region 31 is softened by frictional heat and fluidized in a solid state and rapidly cooled in the atmosphere. As a result, in the region 31, the crystal grains are refined, the structure is densified, casting defects such as pores are eliminated, and the strength is increased.

飾り穴13を有するホイールAの場合、その間に位置する架橋部14に荷重が集中するが、上記領域31の改質処理により、架橋部14の強度を高めることができる。また、溝14aが架橋部14に形成されているにも拘わらず、架橋部14の強度を確保できる。   In the case of the wheel A having the decoration hole 13, the load concentrates on the bridging portion 14 positioned therebetween, but the strength of the bridging portion 14 can be increased by the modification treatment of the region 31. Moreover, although the groove 14a is formed in the bridging portion 14, the strength of the bridging portion 14 can be secured.

上記の回転工具80または同様の回転工具を用いて、環状領域32,33の改質を行なう。すなわち、回転工具80を回転させつつディスク部10の裏側の面に押し付けながらボルト穴12を円形を描くように1周することにより、環状領域32の改質を行ない、また、複数のボルト穴12の回りを円形を描くように1周することにより、環状領域33の改質を行なう。   Using the rotary tool 80 or a similar rotary tool, the annular regions 32 and 33 are modified. That is, the annular region 32 is reformed by rotating the rotary tool 80 and rotating the bolt hole 12 in a circular shape while pressing it against the surface on the back side of the disk portion 10. The circular region 33 is modified by making one round so as to draw a circle around.

また、ホイールAをマンドレル(図示しない)の外周に装着し、リム部20のリムドロップ部23における肉厚急変部29の近傍に上記回転工具または同様の回転工具の先端部を押し当てた状態で、回転工具80を回転(自転)させつつ、マンドレルを回転することにより、肉厚急変部29の近傍の環状領域34を改質強化することができる。この環状領域24は応力が集中する箇所であるが、強度を高めることにより、厚肉にしなくても応力集中に耐えることができる。   In addition, the wheel A is mounted on the outer periphery of a mandrel (not shown), and the tip of the rotary tool or similar rotary tool is pressed near the sudden thickness change portion 29 in the rim drop portion 23 of the rim portion 20. The annular region 34 in the vicinity of the sudden thickness change portion 29 can be modified and strengthened by rotating the mandrel while rotating (spinning) the rotary tool 80. The annular region 24 is a portion where stress is concentrated. However, by increasing the strength, the annular region 24 can withstand the stress concentration without increasing the thickness.

次に、ナット座16の改質処理について説明する。この改質処理には図6,図7に示す回転工具60(第1の回転工具)が用いられる。この回転工具60は、垂直に配置され、円柱形状の基部61と、この基部61の先端(下端)に連なる加工部62と、この加工部62の先端に連なる挿入部63とを有している。この加工部62の外周面が上述したナット座16の等しい傾斜角度の円錐面形状の加工面をなしている。   Next, the modification process of the nut seat 16 will be described. For this reforming process, a rotary tool 60 (first rotary tool) shown in FIGS. 6 and 7 is used. The rotary tool 60 is arranged vertically and has a columnar base 61, a processing portion 62 that is continuous with the tip (lower end) of the base 61, and an insertion portion 63 that is continuous with the tip of the processing portion 62. . The outer peripheral surface of the processed portion 62 forms a conical surface processing surface having the same inclination angle of the nut seat 16 described above.

図7に示すように、上記ホイールAを例えばナット座16を上にしてチャック台70にセットする。この状態で、上方から回転工具60を下降させ、ボルト穴12,ナット座16と同軸の姿勢を維持した状態で回転させながら加工部62をナット座16に押し当てる。これにより、ナット座16を摩擦熱で軟化させ、固相状態で塑性流動させる。そして回転工具60を上昇させることにより、ナット座16を大気中で急冷させる。その結果、ナット座16において結晶粒の微細化,組織の緻密化,気孔等の鋳造欠陥の解消がなされ、高強度となる。なお、本実施形態では回転工具60の挿入部63がボルト穴12にぴったりと嵌り、バリの発生を抑えている。   As shown in FIG. 7, the wheel A is set on the chuck base 70 with the nut seat 16 facing upward, for example. In this state, the rotary tool 60 is lowered from above, and the processed portion 62 is pressed against the nut seat 16 while rotating in a state where the posture is coaxial with the bolt hole 12 and the nut seat 16. As a result, the nut seat 16 is softened by frictional heat and plastically flows in the solid state. Then, by raising the rotary tool 60, the nut seat 16 is rapidly cooled in the atmosphere. As a result, in the nut seat 16, the crystal grains are refined, the structure is densified, casting defects such as pores are eliminated, and the strength is increased. In the present embodiment, the insertion portion 63 of the rotary tool 60 fits snugly into the bolt hole 12 to suppress the generation of burrs.

上記のようにしてナット座16の強度を高めることができるため、ホイールAの固定の際にナット55を強い力で締め付けてもこじり等が生じず、ホイールAを高精度で取り付けることができる。
なお、複数のナット座16の改質処理は、複数の回転工具60により一度に行なってもよいし、1つの回転工具60により順々に行なってもよい。
上記改質処理においてバリが生じナット座16が改質処理前より後退する場合には、その後退代分だけ厚くしておけばよい。
上記回転工具60の挿入部63を、外径がボルト穴12の内径より若干大きい円筒面形状にし、上記ナット座16の改質処理と同時に、この挿入部63でボルト穴12の内周面を改質処理してもよい。
なお、ボルト穴12の改質処理を、ナット座16の改質処理とは別工程で行なってもよい。この場合、ボルト穴12より若干大径の円筒面を有する回転工具が用いられ、回転しながらボルト穴12に挿入される。
Since the strength of the nut seat 16 can be increased as described above, even if the nut 55 is tightened with a strong force when the wheel A is fixed, no twisting or the like occurs and the wheel A can be attached with high accuracy.
The modification process of the plurality of nut seats 16 may be performed at once by the plurality of rotary tools 60 or may be sequentially performed by the single rotary tool 60.
When burrs are generated in the above reforming process and the nut seat 16 is retracted from before the reforming process, it is sufficient to make it thicker by the retreat allowance.
The insertion part 63 of the rotary tool 60 has a cylindrical surface shape whose outer diameter is slightly larger than the inner diameter of the bolt hole 12, and at the same time as the modification of the nut seat 16, the inner peripheral surface of the bolt hole 12 is formed by the insertion part 63. A modification treatment may be performed.
Note that the modification process of the bolt hole 12 may be performed in a separate process from the modification process of the nut seat 16. In this case, a rotary tool having a cylindrical surface slightly larger in diameter than the bolt hole 12 is used and inserted into the bolt hole 12 while rotating.

なお、上記各領域での改質の深さは肉厚の2割以上にするのが好ましい。耐衝撃性が大幅に向上するからである。   In addition, it is preferable that the modification depth in each of the above regions is 20% or more of the wall thickness. This is because the impact resistance is greatly improved.

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。
ディスク部10において飾り穴13の周縁のほぼ全長に沿うU字形の領域を改質処理してもよい。
ナット座16を改質処理する回転工具と、他の領域を改質処理する回転工具を共通化してもよい。
ナット座16を改質処理する際に、図8に示す回転工具60’を用いてもよい。この回転工具60’は前述した回転工具60とほぼ同様であり、対応する構成部には同番号を付すが、加工部62の外周面に環状突起62aが形成されている。この環状突起62aは、加工部62の外周面がナット座16に当たるときに、ナット座16に入り込み撹拌効果を高める。
ナット座が円錐形状ではなく、ボルト穴と直交する環状の平坦面の場合には、回転工具の加工面を環状の平坦面にする。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various aspects can be adopted.
A U-shaped region along the substantially entire length of the periphery of the decorative hole 13 in the disk portion 10 may be modified.
A rotary tool that modifies the nut seat 16 and a rotary tool that modifies other regions may be shared.
When the nut seat 16 is reformed, a rotary tool 60 ′ shown in FIG. 8 may be used. The rotary tool 60 ′ is substantially the same as the rotary tool 60 described above, and the corresponding components are given the same numbers, but an annular protrusion 62 a is formed on the outer peripheral surface of the processing portion 62. The annular protrusion 62a enters the nut seat 16 and enhances the stirring effect when the outer peripheral surface of the processed portion 62 hits the nut seat 16.
When the nut seat is not a conical shape but an annular flat surface orthogonal to the bolt hole, the processing surface of the rotary tool is an annular flat surface.

本発明方法を適用するアルミホイールの上半分を表側から見た図である。It is the figure which looked at the upper half of the aluminum wheel which applies the method of the present invention from the front side. 同アルミホイールの上半分を裏側から見た図である。It is the figure which looked at the upper half of the aluminum wheel from the back side. 同アルミホイールのリム部の断面図である。It is sectional drawing of the rim | limb part of the same aluminum wheel. 同アルミホイールをハブに固定した状態を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the state which fixed the aluminum wheel to the hub. 同アルミホイールの架橋部を改質処理している状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which is carrying out the modification process of the bridge | crosslinking part of the aluminum wheel. 同アルミホイールのナット座の改質処理に用いられる回転工具の斜視図である。It is a perspective view of the rotary tool used for the modification process of the nut seat of the aluminum wheel. 同回転工具を用いてナット座を改質処理している状態を示す要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which shows the state which is modifying the nut seat using the rotary tool. ナット座の改質処理に用いられる回転工具の他の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other aspect of the rotary tool used for the modification | reformation process of a nut seat.

符号の説明Explanation of symbols

A アルミホイール(軽合金ホイール)
10 ディスク部
12 ボルト穴
13 飾り穴
14 架橋部
14a 溝
16 ナット座
20 リム部
22 ビードシート部
23 リムドロップ部
29 肉厚急変部
31〜34 改質された領域
60,60’ 回転工具
62 加工部
80 回転工具
A Aluminum wheel (light alloy wheel)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Disc part 12 Bolt hole 13 Decoration hole 14 Bridging part 14a Groove 16 Nut seat 20 Rim part 22 Bead sheet | seat part 23 Rim drop part 29 Thickness sudden change part 31-34 Modified area | region 60,60 'Rotary tool 62 Processing part 80 Rotary tool

Claims (8)

ディスク部の周方向に間隔をおいて複数の飾り穴が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、
回転工具を回転させながらその先端部をディスク部の面に当てた状態で、回転工具を、各飾り穴の周縁の少なくとも一部に沿って移動させることにより、この移動軌跡上の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより、上記移動軌跡上の領域の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
In the method of strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of decorative holes are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion,
While rotating the rotary tool, with the tip of the rotary tool in contact with the surface of the disc part, the rotary tool is moved along at least a part of the periphery of each decorative hole, so that the region on the movement trajectory is frictionally heated. A method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle, characterized in that the region of the moving locus is reformed by being softened by a fluid and flowing in a solid state.
ディスク部の周方向に間隔をおいて複数の飾り穴が形成され、これら飾り穴間に架橋部が配置されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、
回転工具を回転させながらその先端部を上記架橋部の面に当てた状態で、回転工具を、ホイールの径方向に移動させることにより、この移動軌跡上の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより、上記架橋部の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
In the method of strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of decorative holes are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion and a bridging portion is disposed between the decorative holes,
The rotating tool is moved in the radial direction of the wheel while the tip of the rotating tool is in contact with the surface of the bridging portion while rotating the rotating tool. A method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle, characterized by flowing in a phase state and thereby modifying the bridge portion.
上記架橋部には、ホイールの径方向に延びる直線状の溝が形成され、上記移動軌跡がこの溝の両側に沿って設定されることを特徴とする請求項2に記載の車両用軽合金ホイールの強化方法。   The light alloy wheel for a vehicle according to claim 2, wherein a linear groove extending in a radial direction of the wheel is formed in the bridging portion, and the movement locus is set along both sides of the groove. How to strengthen. ディスク部とリム部を備え、このリム部にはディスク部側ビードシート部とリムドロップ部との間の境に環状の肉厚急変部が形成されている車両用軽合金ホイールの強化方法において、
回転工具を回転させながらその先端部を上記リムドロップ部における肉厚急変部の近傍に当てた状態で、回転工具を肉厚急変部の全周にわたって移動させることにより、上記肉厚急変部の近傍を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま撹拌し、これにより、上記肉厚急変部近傍の環状領域の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
In the method of strengthening a light alloy wheel for a vehicle, comprising a disk part and a rim part, and an annular thickness suddenly changing part is formed at the boundary between the disk part side bead seat part and the rim drop part on the rim part,
While rotating the rotary tool, the tip of the rim drop part is in the vicinity of the sudden thickness change part in the rim drop part, and the rotary tool is moved over the entire circumference of the sudden thickness change part. A method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle, comprising: softening with frictional heat and stirring in a solid state, thereby reforming an annular region in the vicinity of the sudden thickness change portion.
ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成され、このボルト穴の一端に連なるようにして、ハブボルトに螺合されるナットを受けるためのナット座が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、
上記ナット座に対応する面形状の加工部を有する回転工具を回転させながら、上記加工部を上記ナット座に当てることにより、ナット座を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これによりナット座の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
A plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion, and a nut seat for receiving a nut screwed to the hub bolt is formed so as to be connected to one end of the bolt hole. In a method for strengthening a vehicle light alloy wheel,
While rotating a rotary tool having a surface-shaped machining portion corresponding to the nut seat, by applying the machining portion to the nut seat, the nut seat is softened by frictional heat and flows in a solid state, A method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle, characterized in that the nut seat is reformed.
ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、
回転工具を回転させながら、その先端部をディスク部の面に当てた状態で、回転工具を各ボルト穴を囲う当該ボルト穴と同心の環状の領域に沿って移動させることにより、この環状の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより上記環状の領域の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
In a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion,
While rotating the rotary tool, with the front end of the rotary tool in contact with the surface of the disk part, the rotary tool is moved along an annular area concentric with the bolt hole surrounding each bolt hole. A method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle, characterized in that the vehicle is softened by frictional heat and is allowed to flow in a solid state, thereby modifying the annular region.
ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成され、このボルト穴の一端に連なるようにして、ハブボルトに螺合されるナットを受けるためのナット座が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、
回転工具を回転させながら上記ナット座に当てることにより、ナット座を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これによりナット座の改質を行ない、かつ
回転工具を回転させながら、その先端部を上記ディスク部における上記ナット座の反対側の面に当てた状態で、回転工具を各ボルト穴を囲う当該ボルト穴と同心の環状の領域に沿って移動させることにより、この環状の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより上記環状の領域の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
A plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion, and a nut seat for receiving a nut screwed to the hub bolt is formed so as to be connected to one end of the bolt hole. In a method for strengthening a vehicle light alloy wheel,
By rotating the rotary tool against the nut seat, the nut seat is softened by frictional heat and flowed in the solid state, thereby modifying the nut seat and rotating the rotary tool. By moving the rotary tool along an annular region concentric with the bolt hole surrounding each bolt hole in a state where the tip portion is in contact with the surface of the disk portion opposite to the nut seat, A method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle, characterized in that the region is softened by frictional heat and is allowed to flow in a solid state, thereby reforming the annular region.
ディスク部の周方向に間隔をおいてハブボルト挿入用の複数のボルト穴が形成されている車両用軽合金ホイールを強化する方法において、
回転工具を回転させながら、その先端部をディスク部の面に当てた状態で、回転工具を上記複数のボルト穴を囲うホイールと同心の環状の領域に沿って移動させることにより、この環状の領域を摩擦熱にて軟化させるとともに固相状態のまま流動させ、これにより上記環状の領域の改質を行なうことを特徴とする車両用軽合金ホイールの強化方法。
In a method for strengthening a light alloy wheel for a vehicle in which a plurality of bolt holes for inserting hub bolts are formed at intervals in the circumferential direction of the disk portion,
While rotating the rotary tool, with the leading end of the rotary tool being in contact with the surface of the disk part, the rotary tool is moved along an annular area concentric with the wheel surrounding the plurality of bolt holes. A method of strengthening a light alloy wheel for a vehicle, characterized by softening with frictional heat and flowing in a solid state, thereby modifying the annular region.
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JP6100419B1 (en) * 2016-04-26 2017-03-22 5Zigenインターナショナル株式会社 Finishing method for cast aluminum wheels
KR101836487B1 (en) * 2011-06-01 2018-03-08 아사히 테크 가부시키가이샤 Mold for manufacturing wheel for vehicle and method for manufacturing the wheel using the same

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